STEP7 v5.3 Программирование с помощью STEP7 V5.3. Руководство
Подождите немного. Документ загружается.
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A5E00261405-01 A-13
A.2 Области памяти CPU S7
A.2.1 Распределение памяти
Память CPU S7 можно разбить на три области (см. рисунок ниже):
• Загрузочная память используется для программ пользователя без
назначений символьных адресов или комментариев (они остаются в
памяти устройства программирования). Загрузочная память может быть
вида RAM (ОЗУ) или EPROM (СППЗУ)
• Блоки, не отмеченные как необходимые для запуска, будут храниться
только в загрузочной памяти.
• Рабочая
память (встроенное ОЗУ) содержит части программы S7,
существенные для выполнения Вашей программы. Программа
выполняется только в областях рабочей памяти и системной памяти.
• Системная память (ОЗУ) содержит элементы памяти, предоставляемые
каждым CPU программе пользователя, такие как таблицы входов и
выходов образа процесса, меркеры, таймеры и счетчики. Системная
память содержит также стек блоков и
стек прерываний.
• В дополнение к вышеупомянутым областям данных, системная память
CPU предоставляет также временную память (локальный стек данных),
содержащую временные данные блока, когда он вызывается. Эти данные
остаются действительными только до тех пор, пока блок активен.
Стек локальных данных
CPU
Стек блоков
Стек прерываний
Буфер диагностики
Распределение памяти
Д
инамическая загрузочная
память (RAM, встрое нная или
на плате памяти): содержит
программу пользователя
Сохраняемая загрузочная
память (EEPROM, на плате
памяти или встроенная в CPU
S7): содержит программу
пользователя
Рабочая память (RAM)
содержит выполняемую
программу пользователя,
например, логические блоки и
блоки данных
Системная память
(
RAM
)
со
д
е
р
жит:
Входные/выходные таблицы образа
процесса, память с побитовым
доступом, таймеры, счетчики
A.2.2 Загрузочная память и рабочая память
Когда Вы загружаете программу пользователя из устройства
программирования в CPU, то в загрузочную и рабочую память CPU
передаются только логические блоки и блоки данных.
Назначение символьных адресов (таблица символов) и комментарии к
блокам остаются в устройстве программирования.
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A-14 A5E00261405-01
Деление программы пользователя
Чтобы обеспечить быстрое выполнение программы пользователя и избежать
ненужной нагрузки на рабочую память, которую невозможно расширить, в
рабочую память загружаются только части блоков, существенные для
выполнения программы.
Части блоков, которые не требуются для выполнения программы (например,
заголовки блоков), остаются в загрузочной памяти.
Следующий рисунок показывает программу, загруженную в память CPU.
Комментарии
Символы
Устройство
програмирования
Сохранено на жестком диске
Загрузочная память Рабочая память
S7-400
S7-300
Логические блоки
Блоки данных
Все логические
блоки
Все блоки данных
Части логических
блоков и блоков
данных, важные
для выполнения
программы
Примечание
Блоки данных, создаваемые в программе пользователя SFC (например,
SFC22 CREAT_DB) хранятся полностью в рабочей памяти CPU.
Некоторые CPU имеют раздельно управляемые области рабочей памяти для
программного кода и данных. Размер и назначение этих областей указаны во
вкладке " Memory [Память]" в Информации о модулях (Module Information) для
этих CPU.
Идентификация блоков данных как "нелинкуемых"
Блоки данных, которые запрограммированы в исходном файле как часть
программы на STL, могут быть обозначены как «нелинкуемые» (ключевое
слово UNLINKED). Это означает, что эти DB, будучи загруженными в CPU,
хранятся только в загрузочной памяти. Содержимое таких блоков можно при
необходимости скопировать в рабочую память, используя SFC20 BLKMOV.
Эта методика экономит пространство рабочей памяти. Тогда расширяемая
загрузочная память
используется как буфер (например, для формул смесей:
в рабочую память загружается только формула для следующей порции).
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A5E00261405-01 A-15
Структура загрузочной памяти
Загрузочную память можно расширить, используя платы памяти. За
информацией о максимальном размере загрузочной памяти обратитесь к
руководству "S7-300 Programmable Controller, Hardware and Installation Manual
[Программируемый контроллер S7-300. Аппаратные средства и монтаж]" и к
справочному руководству "S7-400, M7-400 Programmable Controllers Module
Specifications Reference Manual [Программируемые контроллеры S7-400, M7-
400. Данные модулей]".
Загрузочная память в CPU S7-300 может иметь как встроенный блок СППЗУ
(EPROM), так и встроенный блок ОЗУ (RAM). Области в блоках данных
можно
объявлять как сохраняемые, задавая параметры STEP 7 (см. раздел
«Сохраняемые области памяти в CPU S7-300»).
Чтобы расширить загрузочную память в CPU S7-400, Вам необходимо
использовать плату памяти (RAM или EPROM). Встроенная загрузочная
память – это оперативная память (RAM), и она используется, главным
образом, для перезагрузки и исправления блоков. В новых CPU S7-400 можно
подключать также дополнительную рабочую память.
Поведение загрузочной памяти в областях RAM и EPROM
В зависимости от того, выбираете ли Вы для расширения загрузочной памяти
плату памяти типа RAM (ОЗУ) или типа EPROM (СППЗУ), загрузочная память
может реагировать по-разному во время загрузки, перезагрузки или сброса
памяти.
Следующая таблица показывает различные методы загрузки:
Тип памяти Метод загрузки Тип загрузки
RAM Загрузка и удаление
отдельных блоков
Соединение PG-CPU
Загрузка и удаление всей
программы S7
Соединение PG-CPU
Перезагрузка отдельных
блоков
Соединение PG-CPU
Встроенная (только в
S7-300) или съемная
EPROM
Загрузка программ S7
целиком
Соединение PG-CPU
Съемная EPROM Загрузка программ S7
целиком
Считывание EPROM в PG и
вставка платы памяти в CPU
Загрузка EPROM в CPU
Хранимые в RAM программы теряются, когда Вы сбрасываете память CPU
(MRES) либо снимаете CPU или плату памяти RAM.
Программы, хранимые на платах памяти EPROM, не стираются при сбросе
памяти CPU и сохраняются даже при отсутствии резервного батарейного
питания (транспортировка, резервные копии).
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A-16 A5E00261405-01
A.2.3 Системная память
A.2.3.1 Использование областей системной памяти
Системная память CPU S7 разделена на адресные области (см. таблицу
ниже). Вы адресуете данные непосредственно в соответствующей адресной
области с помощью команд своей программы.
Адресная область Доступ через единицы
следующего размера
Обозначение
в S7 (IEC)
Описание
Таблица входов
образа процесса
Вход (бит) I В начале цикла сканирования CPU
считывает входы модулей ввода и
записывает значения в этой
области.
Входной байт IB
Входное слово IW
Входное двойное слово ID
Таблица выходов
образа процесса
Выход (бит) Q Во время цикла сканирования
программа вычисляет значения
выходов и помещает их в эту
область. В конце цикла
сканирования CPU передает
расчетные значения выходов
модулям вывода.
Выходной байт QB
Выходное слово QW
Выходное двойное
слово
QD
Меркеры Бит памяти M Эта область обеспечивает
хранение промежуточных
результатов вычислений в
программе.
Байт памяти MB
Слово памяти MW
Двойное слово памяти MD
Таймеры Таймер (T) T Эта область обеспечивает
хранение таймеров.
Счетчики Счетчик (C) C Эта область обеспечивает
хранение счетчиков.
Блок данных Блок данных, открытый
посредством "OPN DB":
DB Блоки данных содержат
информацию для программы. Они
могут определяться для использо-
вания всеми логическими блоками
(глобальные DB) или назначаться
заданному FB или SFB
(экземплярные DB).
Бит данных DBX
Байт данных DBB
Слово данных DBW
Двойное слово данных DBD
Блок данных, открытый
посредством "OPN DI":
DI
Бит данных DIX
Байт данных DIB
Слово данных DIW
Двойное слово данных DID
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A5E00261405-01 A-17
Адресная область Доступ через единицы
следующего размера
Обозначение
в S7 (IEC)
Описание
Локальные данные Бит локальных данных L Эта область содержит временно
хранимые данные блока в то
время, когда блок выполняется. L-
стек предоставляет также память
для передачи параметров блоков и
для записи промежуточных
результатов из сегментов
контактного плана.
Байт локальных данных LB
Слово локальных
данных
LW
Двойное слово
локальных данных
LD
Периферийная
область (I/O):
входы
Периферийный входной
байт
PIB Периферийные входные и
выходные области допускают
прямой доступ к центральным и
децентрализованным модулям
ввода и вывода (DP).
Периферийное входное
слово
PIW
Периферийное входное
двойное слово
PID
Периферийная
область (I/O):
выходы
Периферийный
выходной байт
PQB
Периферийное
выходное слово
PQW
Периферийное
выходное двойное слово
PQD
За информацией о том, какие области адресов возможны в вашем CPU,
обратитесь к следующим руководствам по CPU и спискам команд CPU:
• Руководство "S7-300 Programmable Controller, Hardware and Installation
[Программируемый контроллер S7-300: Аппаратные средства и монтаж]"
• Справочное руководство "S7-400, M7-400 Programmable Controllers, Module
Specifications [Программируемые контроллеры S7-400, M7-400.
Спецификации модулей]"
• "S7-300 Programmable Controller, Instruction List [Программируемый
контроллер S7-300: Список команд]"
• "S7-400 Programmable Controller, Reference Guide [Программируемый
контроллер S7-400: Справочное руководство]"
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A-18 A5E00261405-01
A.2.3.2 Таблицы образов входов и выходов процесса
Если в программе пользователя происходит обращение к входным (I) и
выходным (Q) адресным областям, то программа не сканирует состояния
сигналов в модулях цифровых сигналов, а обращается к системной области
памяти CPU. Эта область памяти известна как образ процесса.
Обновление образа процесса
Следующие фигуры показывают шаги работы внутри цикла сканирования.
Циклическое выполнение программы (CPU до 10/98)
Одна из задач операционной системы (OS) состоит в том, чтобы читать
состояние вводов в таблице образа входов процесса (PII). Как только этот
шаг закончен, выполняется пользовательская программа со всеми
вызываемыми блоками. Цикл заканчивается записью таблицы образа
выходов процесса (PIQ) в выходные модули. Считывание таблицы образов
входов процесса и запись таблицы образов выходов процесса
из модулей и в
модули управляется операционной системой независимо от программы
Циклическое выполнение программы (CPU после 10/98)
Одна из задач операционной системы (OS) состоит в том, чтобы записать
таблицу образа выходов процесса (PIQ) в выходные модули и прочитать
состояние входов в таблицу образа входов процесса (PII). Как только этот
шаг закончен, выполняется пользовательская программа со всеми
вызываемыми блоками. Запись таблицы образа выходов процесса в модули
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A5E00261405-01 A-19
и чтение в таблицу образа входов процесса управляется операционной
системой независимо от программы.
Преимущества использования образа процесса
По сравнению с прямым доступом к модулям ввода–вывода основное
преимущество доступа к образу процесса состоит в том, что CPU имеет
непротиворечивый образ сигналов процесса в течение одного цикла
программы. Если состояние сигнала во входном модуле изменяется в то
время, когда выполняется программа, то состояние сигнала в образе
процесса сохраняется до тех
пор, пока образ процесса не обновится снова в
следующем цикле. Обращение к образу процесса также требует гораздо
меньшего времени, чем прямой доступ к модулям сигналов, так как образ
процесса находится во внутренней памяти CPU.
Части образа процесса (Разделение образа процесса)
Дополнительно к имеющемуся образу процесса (таблица образа входов
процесса, PII, и таблица образа выходов PIQ) автоматически
обновляющемуся операционной системой, для S7-400 Вы можете
параметрировать до 15 частей образа процесса CPU (зависит от CPU, от 1 до
15, см. S7-400, M7-400 Programmable Controllers Module Specifications
Reference Manual). Это значит, что Вы можете обновить части таблицы
образа процесса, когда необходимо, независимо от циклического обновления
таблицы образа процесса
.
Каждый входной/выходной адрес, который Вы назначили с STEP 7 части
образа процесса, не больше таблицы ввода/вывода образа процесса OB1.
Входные и выходные адреса могут назначаться только однократно в образе
процесса OB 1 и всех частей образа процесса.
Вы определяете деление образа процесса в STEP 7, когда Вы назначаете
адреса (какие входные /выходные адреса модулей расположены
в какой
части образа процесса). Части образа процесса обновляются или пользова-
телем с помощью SFC или автоматически системой, соединенной с OB.
Исключение: Части образа процесса для прерывания синхронного цикла OB
не обновляются системой, даже если они соединены с OB (OB 61 до OB 64).
Замечание
Для S7-300 CPU, часть образа процесса с отмененным вводом и выводом
может использоваться как дополнительная область памяти. Программа,
которая использует эту возможность, может выполняться на старых CPU S7-
400 (до 4/99) только при одном из следующих условий:
Для S7-400 CPU
• Области образа процесса, использующие бит памяти, должны быть
расположены вне назначенного "Размера образа процесса " или.
• Должны быть размещены в части образа процесса, которая не
обновляется ни системой, ни SFC26/SFC27.
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A-20 A5E00261405-01
Обновление части образа процесса (Разделение образа процесса) с SFC
Программа пользователя может обновлять всю таблицу образа процесса или
разделы таблицы образа процесса, используя следующие SFC:
• Требование: Образ процесса не обновляется системой
• SFC26 UPDAT_PI обновляет таблицу входов образа процесса.
• SFC27 UPDAT_PO обновляет таблицу выходов образа процесса.
Обновление системой части образа процесса
Вы также можете обновить части образа процесса автоматически системой,
вызвав OB – подобно полному образу процесса, который обновляется
циклически перед или после обработки OB1. Вы можете назначить эту
функцию как параметр только для некоторых CPU.
В процессе работы назначенные части образа процесса обновляются
автоматически:
• Перед выполнением OB, часть образа процесса для входов
• После выполнения OB, часть
образа процесса для выходов
Вы назначаете параметры для CPU с приоритетом OB, показывая, какая
часть образа процесса назначается какому OB.
Обработка пользовательской
программы (OB прерывания
и вызванные в нем блоки
Чтение из модулей входов
сконфигурирвоанной части
образа процесса
OB
Событие, вызвавшее
прерывание
Точка прерывания в
программе пльзователя
Запись в модули выходов
сконфигурирвоанной части
образа процесса
Ошибка доступа I/O (PZF) при обновлении образа процесса
Реакция по умолчанию семейства CPU (S7-300 тS7-400) на ошибку в течение
обновления образа процесса различна:
• S7-300: Не выполняется ввод в диагностический буфер, не вызван OB,
соответствующие байты ввода сброшены в "0" и будут оставаться "0" до
следующей ошибки.
• S7-400: Выполняется запись в буфер диагностики и запускается OB85 для
каждого доступа I/O для каждого обновления соответствующего образа
процесса . Дефектные
входные байты сбрасываются на "0" при каждом
обращении к отображению процесса.
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A5E00261405-01 A-21
Для новых CPU (с 4/99), Вы можете переназначать параметры для реакции на
ошибку доступа I/O так, выбрав CPU одно из следующих:
• Генерирует запись в диагностическом буфере и запускает OB85 только
для приходящего и исходящего PZF (прежде, чем вызван OB 85,
дефектные входные байты сбрасываются в "0" и больше не
переписываются операционной системой до окончания PZF)
• Производит реакцию по умолчанию S7-300 (не
вызывает OB85;
соответствующие входные байты сбрасываются в "0" и больше не
переписываются операционной системой, пока ошибка не исправлена)
• Производит реакцию по умолчанию S7-400 (вызывает OB85 для каждого
отдельного доступа; дефектные входные байты сбрасываются в "0"
каждый раз при доступе к отображению процесса)
Как часто запускается OB85?
Дополнительно к реакции на PZF, которая назначается как параметр
(входящий/уходящий, или для каждого доступа I/O), область адресов модуля
влияет на частоту запуска OB85:
Для модуля с областью адресов до двойного слова, OB85 запускается
единожды, например, для цифрового модуля с максимумом 32 входа и
выхода или для аналогового модуля с двумя каналами.
Для модулей с
большим адресным пространством, OB85 запускается так
часто, как выполняется доступ с командой двойного слова, например, дважды
для аналогового модуля с 4 каналами.
A.2.3.3 Стек локальных данных
L-стек хранит:
• временные переменные локальных данных блоков
• стартовую информацию организационных блоков
• информацию о передаваемых параметрах
• промежуточные результаты логики в программах, представленных в виде
контактного плана
Программируя организационные блоки, Вы можете объявлять временные
переменные (TEMP), которые доступны только тогда, когда блок
выполняется, а после этого поверх них записываются новые данные.
Прежде
чем Вы обратитесь к стеку локальных данных в первый раз, локальные
данные должны быть инициализированы. Кроме того, каждый
организационный блок требует также 20 байтов локальных данных для своей
стартовой информации.
CPU имеет ограниченный объем памяти для временных переменных
(локальных данных) блоков, выполняемых в текущий момент времени.
Размер этой области памяти, стека
локальных данных, зависит от CPU.
Локальный стек данных разделен поровну между классами приоритета
(значение по умолчанию). Это означает, что каждый класс приоритета имеет
свою собственную область локальных данных, гарантируя тем самым, что
классы более высокого приоритета и их OB тоже имеют пространство,
доступное для их локальных данных.
Приложение
Программирование с помощью STEP 7 v5.3
A-22 A5E00261405-01
Следующий рисунок показывает соответствие локальных данных классам
приоритета на примере, где в L-стеке OB1 прерывается OB10, который затем
прерывается OB81.
OB 1 FB FC
FB
SFC
OB 10
OB 81
L-стек
Класс приоритета 2
Класс приоритета 26
Класс
приоритета 1
Требует 20 байтов
в L-стеке
Требует 20 байтов
в L-стеке
Требует 20 байтов
в L-стеке
!
Предостережение
Все временные переменные (TEMP) OB и связанных с ним блоков
сохраняются в L-стеке. Если Вы используете слишком много уровней
вложенности при выполнении ваших блоков, то L-стек может переполниться
Когда превышается допустимый размер L-стека для программы, CPU S7
переключаются в состояние STOP.
Проверьте в Вашей программе L-стек (временные переменные).
Нужно учитывать потребности в локальных данных OB синхронных
ошибок
Назначение локальных данных классам приоритета
Не каждый класс приоритета требует одного и того же объема памяти в стеке
локальных данных. Назначая параметры в STEP 7, Вы можете устанавливать
для отдельных классов приоритета в CPU S7-400 и CPU 318 области
локальных данных разного размера. Любые классы приоритета, которые Вам
не требуются, можно отменить. Тогда в CPU S7-400 и CPU 318 увеличивается
область памяти для других классов приоритета
. Во время выполнения
программы деактивированные OB игнорируются и экономят время цикла.
В других CPU S7-300 каждому классу приоритета назначается
фиксированный объем локальных данных (256 байтов), который не может
изменяться.